ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ПОЧВЫ И ВОЗДУХА НА РОСТ И CO₂‑ГАЗООБМЕН САЖЕНЦЕВ БЕРЕЗЫ ПОВИСЛОЙ

Виктор Константинович Болондинский, Людмила Матвеевна Виликайнен, Владислава Борисовна Придача, Татьяна Аркадьевна Сазонова, Viktor Bolondinskii, Ludmila Vilikainen, Vladislava Pridacha, Tatiana Sazonova

Аннотация


В начальный период вегетации изучали CO2-газообмен и рост побегов у 3-летних саженцев березы повислой  при разных температурах почвы. У группы саженцев, за год до проведения эксперимента пересаженных в вегетационные сосуды, при более высокой температуре почвы наблюдалась активизация ростовых процессов и на первоначальном этапе увеличение CO2-газообмена по сравнению с саженцами, закопанными в траншею. Было зафиксировано также увеличение устьичной проводимости и более высокое содержание пигментов. По мере роста температур воздуха и почвы у саженцев, находившихся в траншее, наблюдали последовательное увеличение CO2-газообмена и темнового дыхания. У саженцев с повышенной температурой почвы перед началом интенсивного роста площадь листьев более чем в два раза превосходила площадь листьев саженцев в траншее. Поскольку ростовая активность выкопанных из траншеи саженцев из-за недостаточно высоких температур воздуха была невелика, значительная часть углеводов откладывалась в запас в корни и кору. Обнаружена достоверная разница в величинах CO2-газообмена и устьичной проводимости в начальный период вегетации у двух групп саженцев. В дальнейшем у саженцев с повышенной температурой почвы на фоне увеличения температуры воздуха роста СО2-газообмена не происходило. Проанализированы причины этого явления. По мере прогрева почвы у саженцев в траншеи разница в величинах фотосинтеза становилась несущественной. В период интенсивного роста в июле CO2-газообмен у свободно растущих саженцев березы повислой был выше, чем у саженцев в вегетационных сосудах. Высказано предположение, что увеличение температуры почвы в ранние сроки вегетации приводило к росту концентрации сахарозы во флоэмном экссудате, и способствовало увеличению толщины коры. Этот процесс, прежде всего, характерен для экологической формы березы повислой – карельской березы.


Ключевые слова


Betula pendula; СО₂-газообмен; рост; температура воздуха и почвы; хлорофилл

Полный текст:

PDF

Литература


Болондинский В. К., Виликайнен Л. М. Исследование СО2‑газообмена листьев березы повислой и карельской березы в условиях засухи 2010 г. // Труды КарНЦ РАН. 2011. № 3. С. 12–15.

Болондинский В. К., Придача В. Б., Позднякова С. В., Виликайнен Л. М. Исследование газообмена у листьев карельской березы и березы повислой в аномально жаркое лето 2010 г. // Растение и стресс: Тез. докл. Всерос. симпозиума. М., 2010. С. 66–67.

Болондинский В. К. Регуляция СО2‑газообмена у сосны обыкновенной в период интенсивного роста побегов // Экологические проблемы северных регионов и пути их решения. Апатиты: КНЦ РАН, 2012. С. 35–39.

Болондинский В. К., Виликайнен Л. М. Исследование СО2‑газообмена растений березы повислой, выращиваемых в условиях разной обеспеченности элементами азотного питания // Труды КарНЦ РАН. 2018. № 12. С. 99–109. doi: 10.17076/eb885

Гавриленко В. Ф., Жигалова Т. В. Большой практикум по фотосинтезу. М.: Академия, 2003. 256 с.

Кайбияйнен Л. К., Софронова Г. И. Роль транспортной системы в регуляции донорно-акцепторных отношений у Pinus sylvestris L. // Физиология растений. 2003. Т. 50, № 1. С. 136–143.

Мокроносов А. Т. Онтогенетический аспект фотосинтеза. М.: Наука, 1981. 196 с.

Новицкая Л. Л. Карельская береза: механизмы роста и развития структурных аномалий. Петрозаводск: Verso, 2008. 143 с.

Сазонова Т. А., Болондинский В. К., Придача В. Б. Влияние водного дефицита хвои сосны обыкновенной на фотосинтез в условиях достаточного почвенного увлажнения // Лесоведение. № 4. 2017. C. 311–318. doi: 10.7868/S0024114817040076

Сазонова Т. А., Болондинский В. К., Придача В. Б. Эколого-физиологическая характеристика сосны обыкновенной. Петрозаводск: Verso, 2011. 210 с.

Холопцева Е. С., Болондинский В. К. Особенности регуляции газообмена древесных растений в период интенсивного роста // Современное состояние, тенденции развития, рациональное использование и сохранение биологического разнообразия растительного мира: Матер. междунар. науч. конф. (Минск – Нарочь, 23–26 сент. 2014 г.). Минск: Экоперспектива, 2014. C. 271–275.

Холопцева Е. С., Дроздов С. Н., Сазонова Т. А., Хилков Н. И. Влияние температуры почвы и других факторов среды на фотосинтез сеянцев березы // Уч. зап. ПетрГУ. Сер. Естественные и технические науки. 2012. № 8(129). C. 28–32.

Aphalo P. J., Lahti M., Lehto T., Repo T., Rummukainen A., Mannerkoski H., Finér L. Responses of silver birch saplings to low soil temperature // Silva Fennica. 2006. Vol. 40(3). P. 429–442.

Clarkson D. T., Earnshaw M. J., White P. J., Cooper H. D. Temperature dependent factors influencing nutrient uptake: an analysis of response at different levels of organization // Long S. P., Woodward F. I. (eds.). Plants and temperature. The Company of Biologists, Cambridge. 1988. Vol. 42. P. 281–309.

DeLucia E. H., Day T. A., Oquist G. The potential for photoinhibition of Pinus sylvestris L. seedlings exposed to high light and low soil temperature // J. Exp. Bot. 1991. Vol. 42. P. 611–617.

Farquhar G. D., Wong S. C., Evans J. R., Hubick K. T. Photosynthesis and gas exchange // H. G. Jones, T. J. Flowers, M. B. Jones (eds.). Plants under stress. Cambridge: Cambridge University Press, 1989. Vol. 39, ch. 4. P. 47–69.

Iswari S., Palta J. P. Plasma membrane H+-ATPase as a site of functional alteration during cold acclimation and freezing injury // P. H. Li (ed.). Low temperature stress physiology in crops. Boca Raton: CRC Press, 1989. P. 123–137.

Karlsson P. S., Nordell K. O. Effects of soil temperature on the nitrogen economy and growth of mountain birch seedlings near its presumed low temperature distribution limit // Ecoscience. 1996. Vol. 3. P. 183–189.

Kozlowski T. T., Pallardy S. G. Physiology of woody plants. 2nd edn. San Diego: Academic Press, 1997. 478 p.

Kramer P. J. Water relations of plants. New York: Academic Press, 1983. 462 p.

Lambers H., Chapin F. S., Pons T. L. Plant physiological ecology. New York: Springer, 1998. 389 p.

Larcher W. Physiological plant ecology, 3rd edn. Berlin: Springer-Verlag, 1995. 506 p.

Lichtenthaler H. K. Chlorophylls and carotenoids: pigments of photosynthetic membranes // Methods Enzymol. 1987. Vol. 148. P. 350–382.

References in English

Bolondinskii V. K., Vilikainen L. M. Issledovanie CO2‑gazoobmena list’ev berezy povisloi i karel’skoi berezy

v usloviyakh zasukhi 2010 g. [Investigation of CO2 exchange

in leaves of silver birch and Karelian birch during drought]. Trudy KarNTs RAN [Trans. KarRC RAS]. 2011. No. 3. P. 12–15.

Bolondinskii V. K., Pridacha V. B., Pozdnyakova S. V., Vilikainen L. M. Issledovanie gazoobmena u list’ev karel’skoi berezy i berezy povisloi v anomal’no zharkoe leto 2010 g. [Study of gas exchange in leaves of Karelian birch and silver birch in abnormally hot summer of 2010]. Rastenie i stress: Tez. dokl. vseros. simpoziuma [Plants under stress: Proceed. All-Russ. Symp.]. Moscow, 2010. P. 66–67.

Bolondinskii V. K. Regulyatsiya CO2‑gazoobmena u sosny obyknovennoi v period intensivnogo rosta pobegov [Regulation of CO2‑gaseous exchange of Pinus sylvestris during intensive growth of shoots]. Ekol. problemy severnykh regionov i puti ikh resheniya [Ecol. problems of Northern region and ways of their solution]. Apatity: KNTs RAN, 2012. P. 35–39.

Bolondinskii V. K., Vilikainen L. M. Issledovanie CO2‑gazoobmena rastenii berezy povisloi, vyrashchivaemykh

v usloviyakh raznoi obespechennosti elementami azotnogo pitaniya [CO2‑gaseous exchange in silver birch saplings growing under different levels of nitrogen supply]. Trudy KarNTs RAN [Trans. KarRC RAS]. 2018. No. 12. P. 99–109. doi: 10.17076/eb885

Gavrilenko V. F., Zhigalova T. V. Bol’shoi praktikum po fotosintezu [Large workshop on photosynthesis]. Moscow: Akademiya, 2003. 256 p.

Kaibiyainen L. K., Sofronova G. I. Rol’ transportnoi sistemy v regulyatsii donorno-aktseptornykh otnoshenii u Pinus sylvestris L. [The Role of the transport system in the control of the source-sink relations in Pinus sylvestris L.]. Fiziologiya rastenii [Russ. J. Plant Physiol.]. 2003. Vol. 50, no. 1. P. 136–143.

Mokronosov A. T. Ontogeneticheskii aspekt fotosinteza [Ontogenetic aspect of photosynthesis]. Moscow: Nauka, 1981. 196 p.

Novitskaya L. L. Karel’skaya bereza: mekhanizmy rosta i razvitiya strukturnykh anomalii [Karelian birch: Mechanisms of growth and development of structural abnormalities]. Petrozavodsk: Verso, 2008. 143 p.

Sazonova T. A., Bolondinskii V. K., Pridacha V. B. Vliyanie vodnogo defitsita khvoi sosny obyknovennoi na fotosintez v usloviyakh dostatochnogo pochvennogo uvlazhneniya [The effect of water deficit in needles on photosynthesis of the Scots pine under normal soil moistening]. Lesovedenie [Forest Sci.]. 2017. No. 4. P. 311–318. doi: 10.7868/S0024114817040076

Sazonova T. A., Bolondinskii V. K., Pridacha V. B. Ekologo-fiziologicheskaya kharakteristika sosny obyknovennoi [Ecological and physiological characteristics of Scots pine]. Petrozavodsk: Verso, 2011. 210 p.

Kholoptseva E. S., Bolondinskii V. K. Osobennosti regulyatsii gazoobmena drevesnykh rastenii v period intensivnogo rosta [Features of regulation of gas exchange of woody plants in the period of intensive growth]. Sovr. sostoyanie, tendentsii razvitiya, ratsional’noe ispol’zovanie i sokhranenie biol. raznoobraziya rastitel’nogo mira: Mater. mezhdunar. nauch. konf. (Minsk – Naroch’, 23–26 sent. 2014 g.) [Current state,

growth tendency, rational use and conservation of biol. diversity of plants: Proceed. int. conf. (Minsk-Narach, Sept. 23–26, 2014)]. Minsk: Ekoperspektiva, 2014. P. 271–275.

Kholoptseva E. S., Drozdov S. N., Sazonova T. A., Khilkov N. I. Vliyanie temperatury pochvy i drugikh faktorov sredy na fotosintez seyantsev berezy [Effect of soil temperature on light-thermal characteristics of birch seedlings Betula pendula]. Uch. zap. PetrGU Ser. Estestvennye i tehnicheskie nauki [Proceed. Petrozavodsk St. Univ. Nat. and Tech. Sci.]. 2012. No. 8(129).

P. 28–32.

Aphalo P. J., Lahti M., Lehto T., Repo T., Rummukainen A., Mannerkoski H., Finér L. Responses of silver birch saplings to low soil temperature. Silva Fennica. 2006. Vol. 40(3). P. 429–442.

Clarkson D. T., Earnshaw M. J., White P. J., Cooper H. D. Temperature dependent factors influencing nutrient uptake: an analysis of response at different levels of organization. Long S. P., Woodward F. I. (eds.). Plants and temperature. The Company of Biologists, Cambridge. 1988. Vol. 42. P. 281–309.

DeLucia E. H., Day T. A., Oquist G. The potential for photoinhibition of Pinus sylvestris L. seedlings exposed to high light and low soil temperature. J. Exp. Bot. 1991. Vol. 42. P. 611–617.

Farquhar G. D., Wong S. C., Evans J. R., Hubick K. T. Photosynthesis and gas exchange. Jones H. G., Flowers T. J., Jones M. B. (eds.). Plants under stress. Cambridge: Cambridge University Press, 1989. Vol. 39, ch. 4. P. 47–69.

Iswari S., Palta J. P. Plasma membrane H+-ATPase as a site of functional alteration during cold acclimation and freezing injury. P. H. Li (ed.). Low temperature stress physiology in crops. Boca Raton: CRC Press, 1989. P. 123–137.

Karlsson P. S., Nordell K. O. Effects of soil temperature on the nitrogen economy and growth of mountain birch seedlings near its presumed low temperature distribution limit. Ecoscience. 1996. Vol. 3. P. 183–189.

Kozlowski T. T., Pallardy S. G. Physiology of woody plants. 2nd edn. San Diego: Academic Press, 1997. 478 p.

Kramer P. J. Water relations of plants. New York: Academic Press, 1983. 462 p.

Lambers H., Chapin F. S., Pons T. L. Plant physiological ecology. New York: Springer, 1998. 389 p.

Larcher W. Physiological plant ecology, 3rd edn. Berlin: Springer-Verlag, 1995. 506 p.

Lichtenthaler H. K. Chlorophylls and carotenoids: pigments of photosynthetic membranes. Methods Enzymol. 1987. Vol. 148. P. 350–382.




DOI: http://dx.doi.org/10.17076/eb1127

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


© Труды КарНЦ РАН, 2014-2019